第一章_第五节_动力系统管路布置.doc

第五节 动力系统管路布置
动力系统管路是船舶动力装置的一个重要组成部分，它保证了各种机械的正常运转和船舶的安全航行。
船舶动力管路通常包括油、水、气（汽）三类不同工质的系统管路。在管路布置时，应以保证机舱整个动力装置可靠、方便和经济地运转为前提，且着重考虑其布置结果必须满足可靠性、操纵性和经济性的基本要求。

一、燃油系统管路的布置
燃油管在布置时，应特别考虑到安全工作，同时要顾及管路附件、阀件的布置、操作和养护的方便。
燃油管路在布置时，一般都应尽可能远离电气设备及高温装置（如排气管、消声器、辅助锅炉）。若管路在这些装置的上方敷设，即使有足够的距离，管路也不应设有可拆接头。

图1-66 注入管路阀件的安装
a、阀件为顺流向； b、阀件为逆流向
凡输送加热过的燃油的压力管路，应以焊接接头连接为宜。若欲增强管路的可拆性，则可拆接头必须能至少承受1.4Mpa的压力。
燃油系统的阀件及旋塞在管路布置时，一般均考
虑布置在花钢板以上，并尽可能考虑操作方便。阀件
应严格按管路流向布置，但有些阀件，如日用油柜注
入管路的截止阀，其注入口因某种原因而设置在油柜
最高液位以下较大距离时，为避免阀的压盖受液位静
压产生渗漏的弊病，可将此阀按注入管路流向倒置，
如图1-66所示。
此外，凡布置在双层底以上的贮油舱柜、沉淀舱和日用燃油柜的供油及平衡管路，阀件均应直接布置在舱柜壁上，并采用铸钢件。
燃油滤器是需要经常打开清洁的装置，因此，除按规定必须在其下面设油盘外，还应将其布置在不妨碍拆装的适当位置上。
燃油系统设置吸入口的处所一般为双层底油舱、沉淀油舱（柜）。不同用途舱柜的吸口布置有其相应的要求：
1、双层底油舱大多底部为曲面，因此，吸口应布置在最深部位，这有利于扫舱、清洁。
2、沉淀油柜的作用是沉淀燃油中的水和杂质，然后再运至储存油柜或直接驳进日用油柜。若吸口太低，吸出的首先将是沉淀物，失去沉淀意义；若吸口较高，清除沉淀物又会出现困难。故燃油的驳运、输送、净化管路在沉淀油柜中，一般都设高、低位吸口，其中高位吸口一般比低位吸口高出400～1000mm。

二、滑油系统管路的布置
（一）吸入管路布置原则
独立的滑油循环泵的形式有立式和卧式两种。齿轮油泵，一般允许吸入高程为3m水柱；螺杆式油泵，允许吸高程较大些，一般为4～5m水柱。因此，吸入管路的长度应尽可能布置得短些；吸入管在进入循环油舱时，其吸入口应与回油口成相反方向且有足够距离，以免吸入污油；吸入口距油舱底部不小于100mm；若吸入管末端设置滤网或止回装置时，则应考虑不进入油舱而能对它进行清洁或排除故障的要求。
（二）回油管路的布置
为避免滑油回进循环油舱时引起泡沫飞溅而夹带空气，故回油管管端应布置在循环油舱的最低工作液位以下，并与油泵吸油管口间设置隔离板。
（三）压力管路的布置
在滑油循环泵出口滑油滤器间的管段，为压力波动区域，且越靠近泵排出口的压力波动越剧烈。如在齿轮油泵出口管上，最大振幅处的压力可达到油泵平均压力的三倍以上。离油泵越远，振幅就越小，一直到滤器以后压力才趋于稳定。因此，在布置滑油循环泵排出口至滤器的管路时，管子弯曲形状应尽量简单且弯头越少越好。弯头设置过多，尤其是小于或等于90°的成形弯头，不仅增加管内流体阻力，还能导致管路振动。

三、冷却水系统管路布置
冷却水系统的作用在于间接或直接带走机械做功时产生的热量。冷却水系统的管路布置应根据冷却方式，以最合理、最有效的热交换接管方式达到最佳冷却效果。
（一）海水冷却管路的布置
海水冷却系统为开式冷却系统，其管路一般可分为海水吸入管路与压力管路两个部分。
1、海水总管的布置
海水总管为吸入部分的主要管路，它是整个系统中口径最大的管路。对于大、中型船舶，海水总管连通左、右海水门和高位海水门，并将舷外水引进管内，供给各需用机械。其布置形式均为横跨机舱。为保证船舶在横倾3°～5°的情况下，海水泵的吸水性能不受影响，同时还应考虑避免管内沉积泥砂，故海水总管应按舱底设置的自然高进行水平布置，不能有局部低凹或凸起。图1-67 (a)所示的弯曲形状布置显然是不适当的。若考虑整个机舱管路的布置协调，海水总管下部要求纵向通过舱底水等管路，且净空间高H大于所通过管路最大管径的法兰外径，即如图1-67（b）所示。若海底阀的自然高度不能满足这一要求时，则可采取提高该阀的自然高度予以解决，但绝不能用加设短管的方法。应该采取加厚座板法兰的方法来提高阀的布置高度。

(a) (b)
图1-67 海水总管布置
(a)不正确曲形的海水总管 (b)正确曲形的海水总管

图1-68 柴油发电机滑油与淡水冷却器的布置形式

2、主海水管路布置
海水管路布置时，不能全部直线布置，必须有水平的曲线，以防热胀冷缩和船体的变形。主海水管路的主要供水对象为柴油机的空气冷却器、滑油冷却器和淡水冷却器，还附带制淡装置。根据主海水冷却系统原理和冷却器的形式，正确选择主海水管路的进、出口是很重要。
3、辅海水管路的布置
大型船舶的辅海水管路主要向发电机组的柴油机作间接冷却供水。除功能性单元机组外，一般中、小型柴油机的滑油和淡水冷却器都应配套布置。冷却器的布置形式通常如图1-68所示：重叠布置、纵向并列布置、直角布置、直列布置。不管是哪一种形式，海水均应首先进入滑油冷却器。

（二）淡水冷却管路的布置
淡水冷却系统一般有两种布置方式。一种是由柴油机→淡水冷却器→淡水泵→柴油机的布置，这种方式能保证进入气缸套的冷却水保持较高压力，使冷却水不易发生汽化现象。另一种是由柴油机→淡水泵→淡水冷却器→柴油机的布置。它可保证淡水在淡水冷却器中有较高压力（高于海水压力），万一冷却器管子有渗漏，海水不易渗入而污染淡水。
不管是采用哪一种形式，在布置时，都应注意处理下列问题。
1、应尽量采用逆向循环的热交换。
2、为保证有害于系统性能的闭式循环管路内的气体能自由逸出，透气管路应从最高点引出。
3、淡水在管路循环时，温度较高，在淡水泵吸入口容易产生汽化现象。因此，为了使淡水泵吸入口维持一定的压力，防止产生汽化，以保证水泵的正常工作，膨胀水箱都应布置在柴油机上方，距水泵吸口高度应不小于3m。膨胀水箱的补充水管从底部引出，其终端接管应选择在靠近水泵吸口的管段上。
（三）冷却水管路的阀件布置
根据柴油机的功率大小及其冷却水系统配置情况，阀件的布置通常有分散和按单元集中两种布置形式。为使系统具有良好的操纵性，一般都选择按单元集中布置的形式。

四、压缩空气系统管路布置
（一）布置形式
船舶动力装置各机械设备及其它设施对压缩空气的压力参数要求不同，需采用不同形式的压缩空气系统。目前广泛采用的是集中供气形式。压缩空气系统从满足系统最高压力参数出发来设置压气机和空气瓶，对压力要求较低的供气处所则通过减压方式来逐级满足。
（二）布置要求
压缩空气管路应处于明显位置，不宜夹杂在其他管路中，更不能置于管束上方。一般主、辅柴油机的启动空气管路，均应布置在空间管路的低位置，尽量少设可拆接头。压缩空气管路的阀件，应布置在机械及其附属装置就近处，且易于接近、方便操作的部位。其中截止止回阀必须以阀盘水平正装为好。每一压力分级的减压阀，均应设截止阀及旁通管，并在减压阀后就近处设置安全阀和压力表。

五、柴油机排气管路布置
（一）布置形式
排气管路的作用是将主、辅柴油机的废气排到大气。根据船舶类型及吨位大小，排气管的布置形式通常有下列几种可供选择。
1、自由补偿型。柴油机的废气直接由排气管，经消声器排出。管路的热膨胀由管路的弯曲来自动补偿。这种形式，其适用范围为没有废气锅炉的小型船舶。
2、补偿器型。图1-69(a)所示为装有热膨胀补偿器排气管路的布置形式。它不仅广泛应用于辅柴油机的排气管路，而且对于没有废气锅炉的主柴油机排气管也是常见的布置形式。
3、旁通型。大、中型船舶一般都设有废气锅炉。这种类型的排气管路大都是先经废气锅炉再排至大气，或经旁通管路直接排至大气。根据柴油机性能不同，它们可以设消声器和不设消声器两种布置形式。如图1-69 (b)所示是带消声器的旁通形式。因为废气锅炉能在一定程度上降低排气噪声，故排气管路上不再设置消声器。为了能在清理锅炉或不需要蒸汽时将废气导至大气，在旁通管路上装有消声器。图1-69 (c)所示是不设消声器的旁通形式。这种排气管路适用所有废气涡轮增压的柴油机，因为经废气涡轮排出的废气，其压力脉动已得到缓和，排气噪声得到一定程度的降低，故在旁通管路上可不设消声器。
4、串联型。如果图1-69 (d)所示是装有废气、燃油混合式锅炉，并利用废气调节阀控制锅炉蒸汽产量的串联式排气管路布置形式。
（二）管路布置要求
排气管路布置要着重考虑柴油机排气背压、管路在热态工况下的膨胀和管路自身的负荷等问题。
从排气管路的布置型式中，现代大、中型船舶大都设有废气锅炉。这对柴油机的排气已经形成一定背压，若管路布置不当（弯曲形状复杂、弯头过多），势必大大增加排气阻力，加大排气背压，影响柴油机功率。因此，管路布置应以最小的弯头，尤其要少用小于或等于90°弯头来完成。
柴油机排气温度一般为300～400℃。排气管路在热态工况下，必然要产生膨胀。因此，给热膨胀以补偿，这是排气管布置必须认真考虑的问题。对于排气管路，一般采用波纹形膨胀接头最为合适。波纹形膨胀接头的布置可根据排气管的直线长度来决定。一般在柴油机排气口或废气涡轮排气口先设置一只，然后再按照排气管长度每隔5～7m设置一只。
由于排气管路的管径较大，再加上管子外壁的隔热材料及金属护皮，因此，管子重量很大。所以，用于排气管路的固定支架必须要有足够的结构强度，并须考虑支架的型式。

(a) (b)

(c)

(d)
图1-69 排气系统布置形式

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